Nuestros dedos vienen del ano de los peces, revela estudio genético

CIUDAD DE MÉXICO.- Durante la infancia, muchos niños aprenden que los peces expulsan sus desechos por un orificio llamado cloaca. Lo que pocos imaginan es que esa estructura tiene un papel clave en la evolución de nuestros dedos.

Un estudio reciente indica que el sistema genético que permitió el desarrollo de los dedos humanos tiene su origen en la regulación de la cloaca de antiguos peces. La relación no es simbólica: se trata de un vínculo funcional, molecular y evolutivo. Según los autores, la evolución reutilizó la maquinaria genética de la cloaca para formar los dedos: “la actual región reguladora activa en las extremidades distales fue cooptada como un todo en los tetrápodos desde una maquinaria reguladora cloacal preexistente”.

¿Qué es la cloaca y por qué importa?

La cloaca es un orificio que combina funciones digestivas, reproductivas y excretoras en animales como peces, aves y reptiles. En los mamíferos, esta estructura se divide durante el desarrollo embrionario en aperturas separadas.

En los peces ancestrales, la cloaca dependía de genes específicos, incluidos los del complejo Hox. Estos genes controlan la formación del cuerpo y las extremidades, pero necesitan “paisajes reguladores”, zonas del ADN que deciden cuándo y dónde se activan. En vertebrados terrestres, la región 5DOM activa genes que desarrollan los dedos. En peces como el pez cebra, esta misma región solo regula la formación de la cloaca.

Experimentos que confirmaron la conexión

Los investigadores realizaron pruebas con peces cebra y ratones usando CRISPR-Cas9 para eliminar la región 5DOM.

• En ratones, la eliminación impedía el desarrollo correcto de los dedos y de los genitales externos.
• En peces cebra, afectaba la cloaca, pero no las aletas.

Además, marcaron estas regiones con fluorescencia para ver dónde se activaban: en ratones aparecían en las extremidades, en peces, en la cloaca. Esto demuestra que la misma región del ADN puede controlar estructuras distintas según la especie y su etapa evolutiva.

El papel central del gen Hoxd13

El gen Hoxd13 es clave en la formación de dedos y del seno urogenital en mamíferos. En peces cebra, también se expresa en la cloaca. Al eliminar la región reguladora 5DOM, Hoxd13 desaparece de la cloaca, pero no de las aletas.

El estudio muestra que la región 5DOM está especializada en la cloaca en peces, y en los tetrápodos fue reutilizada para desarrollar nuevas estructuras como los dedos. Según los autores, “la conservación de más de 350 millones de años de la regulación de Hoxd13 en la región cloacal mediante secuencias localizadas en 5DOM sugiere un papel ancestral de Hoxd13 en la morfogénesis cloacal”.

Cooptación evolutiva: reutilizar lo antiguo para crear lo nuevo

Este hallazgo es un ejemplo de cooptación evolutiva, donde un bloque regulador completo se reutiliza para funciones nuevas. Uno de los autores explica: “En lugar de construir un nuevo sistema regulador para los dígitos, la naturaleza reutilizó un mecanismo existente, inicialmente activo en la cloaca”.

Esto ayuda a entender por qué los genes Hox afectan tanto a las extremidades como al aparato urogenital y muestra cómo la evolución aprovecha lo que ya existe en lugar de crear de cero.

Implicaciones para la biología y la evolución

El estudio tiene varias implicaciones:

1. Confirma que los peces poseían mecanismos genéticos preadaptados para formar estructuras similares a los dedos.
2. Demuestra cómo los elementos reguladores del ADN pueden funcionar en contextos distintos según la especie y la etapa evolutiva.
3. Obliga a estudiar la evolución al nivel molecular, no solo a partir de formas externas o fósiles.

Como señala el artículo, “el panorama regulador implicado en la evolución de genitales y extremidades surgió primero para conducir la formación de la cloaca”. Esta base molecular permitió la aparición de nuevas funciones, formas y especies.